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大量水蒸气可到达火星上层大气令科学家惊讶不已

2020-01-15 15:48:46    来源:科技日报

火星上远古海洋的艺术图美国太空网

法国科学家在1月9日发表的《科学》杂志在线版撰文称,他们的新研究表明,火星失水速度比人们此前认为的要快得多。这有助解释火星如何失去海洋、湖泊和河流,让人们更好地理解火星如何变成现在荒凉的沙漠世界。

据美国太空网9日报道,尽管火星现在寒冷干燥,但火星上的蜿蜒河谷和干燥湖床都表明,数十亿年前,火星大部分地区由水覆盖。火星上现存水大部分都被冻结于极地冰盖内。此前研究表明,冰盖拥有的水不到曾流过火星表面水的10%。

此前研究还表明,火星上的水大部分逃逸到了太空。太阳发出的紫外线将火星上层大气中的水分解成氢和氧,由于氢气“体重”轻,火星引力适中(强度仅为地球引力的40%),许多氢被吸引到太空中。而最近的发现表明,火星上大量水可能会定期进入火星上层大气内。

为进一步阐明上述事件,在最新研究中,科学家分析了绕火星运行的“火星微量气体轨道器”提供的数据,集中研究了2018年和2019年,水在火星大气上方和下方的分布情况。

研究人员发现,季节变化是驱动水蒸气在火星大气如何分布的关键因素。例如,在火星一年中最温暖、暴风雨最多的时节,大部分大气变得“超饱和”——其中蕴含水蒸气的数量比理论上允许的值多10到100倍,使水可到达火星上层大气。

大量水蒸气可到达火星上层大气令科学家惊讶不已。研究主要作者、法国巴黎萨克莱大学行星科学家弗兰克·蒙梅辛说,此前他们曾预计:“这些水蒸气本来应该受上方寒冷温度的限制,而且,必然会凝结成云”,结果表明,情况并非如此。如果水蒸气能定期漂浮到火星上层大气而被凝结,那么,“火星上的水逃逸到太空的速度比此前人们认为得更快。”

蒙梅辛说,未来的研究可以更好地量化有多少水进入火星上层大气并对其行为建模,以便科学家更好了解水蒸气如何逃逸到太空中。

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